沙质土地非饱和带土壤碳通量的季节性特征及其影响因素 赵焕龙、 高耀伟、 郑策

《Atmosphere》：Seasonal Characteristics and Influencing Factors of Soil Carbon Flux in the Vadose Zone of Sandy Land Huanlong Zhao, Yaowei Gao and Ce Zheng

　　

摘要

土壤中的二氧化碳（CO₂）排放对于预测陆地生态系统对气候变化的响应至关重要，然而在深层非饱和带以及冻融过程中，关于碳通量动态的知识仍存在显著空白。本研究选择了中国西北部典型的季节性冻结半干旱地区——穆乌斯沙地作为研究地点。基于现场观测数据和XGBoost算法，研究了土壤碳通量及其环境驱动因素的时空变化。研究结果表明，碳释放量在100–200厘米深度层达到最大值，而碳封存则主要发生在200厘米以下的土层中。土壤温度和湿度是主要控制因素，但其影响表现出明显的深度和季节性差异。值得注意的是，在20–50厘米的土层中，土壤含水量具有最高的解释能力，冬季和夏季分别达到55.3%和47.8%。此外，碳通量对环境因素的响应存在明显阈值，其时空变化主要由大气驱动的水-蒸汽-热量-碳耦合过程调控。这些发现阐明了不同深度下土壤碳通量与环境之间的复杂关系，为深入理解区域碳循环提供了理论支持。